Warum 0,1 °C wirklich wichtig ist, wenn man mit Laborglas arbeitet
Wer schon einmal mit Laborglas gearbeitet hat, kennt die Gefahren. In diesen Behältern befinden sich oft Chemikalien, die nicht miteinander vereinbar sind. Wenn nach dem Abkühlen noch zu viel innere Spannung im Glas vorhanden ist, kann das Glas einfach zerbrechen.
Deshalb kümmern wir uns so genau um den Abkühlvorgang. Wir verwenden dabei hochpräzise Infrarotheizungen, um den exakten Abkühlpunkt zu erreichen.
Die Schwierigkeiten durch minimale Temperaturschwankungen
Bei Borosilikat- oder Quarzglas gibt es einen sehr engen Bereich, in dem das Glas von „weich“ und formbar zu völlig fest wird. Wenn die Heiztemperatur um zwei oder drei Grad abweicht, entstehen ungleiche Temperaturverhältnisse an den Glaswänden – was wiederum zu thermischen Schocks führt. Wir halten die Infrarotheizungen auf einer Präzision von 0,1 °C stabil. Das mag übertrieben erscheinen, aber es ist die einzige Möglichkeit, sicherzustellen, dass sich die Moleküle gleichmäßig anordnen.
Warum wir auf Infrarotheizung zurückgegriffen haben
Wir haben auf herkömmliche Heizmethoden verzichtet – aus einem einfachen Grund: Die Konvektion der Luft ist zu langsam. Infrarotheizung hingegen arbeitet direkt mit Strahlung. So können wir die Oberfläche des Glases gezielt erwärmen, ohne den gesamten Oferraum auf dieselbe Temperatur zu bringen. Es geht schneller, sauberer – und wir haben mehr Kontrolle über den Abkühlvorgang.
Die versteckten Probleme
Es handelt sich dabei nicht um eine einfache Lösung. Um eine Präzision von 0,1 °C zu erreichen, muss man viel Arbeit investieren. Man kann diese Heizelemente nicht einfach an einen einfachen Relais anschließen und darauf hoffen, dass alles funktioniert. Wir müssen hochwertige PID-Controller sowie erstklassige Thermokoppler verwenden. Jeder Störung im Stromnetz kann die Präzision ruinieren. Zudem muss man genau darauf achten, wie die Heizelemente angeordnet werden – sonst entstehen „kalte Punkte“ mitten im Glas.
Entfernung der inneren Spannungen
Das Ziel ist es, alle inneren Spannungen im Glas zu beseitigen. Wir halten das Glas bei diesem optimalen Temperaturwert und lassen die Temperatur anschließend sehr langsam sinken – manchmal nur 1 °C pro Stunde. Das erfordert Geduld, aber es funktioniert. Wenn wir diese Präzision erreichen, wird das Glas äußerst stabil. Man kann es dann in eine Zentrifuge oder eine Hochtemperaturautoklave geben, ohne sich Sorgen machen zu müssen, dass es zerbricht.